DK147240B - Braendstofreguleringssystem til et hjaelpeforbraendingskammer til en forbraendingsmotor med braendstofindsproejtning - Google Patents

Description

i 147240

Opfindelsen vedrører et brændstofreguleringssystem til et hjælpeforbrændingskammer til en forbrændingsmotor med brændstofindsprøjtning, navnlig en dieselmotor med udstødsturboladning, hvor ladeluften tilfø-5 res hjælpeforbrændingskammeret gennem en omløbsledning, og hvor brændstofreguleringssystemet ved hjælp af en indstillingsmekanisme hindrer, at trykket ved tilgangen til forbrændingsmotoren falder under en fastlagt mindsteværdi .

10 Opfindelsen vedrører navnlig, men ikke ude lukkende, dieselmotorer med et højt overladningsforhold (der kan overstige 5), og et forholdsvis lavt kompressionsforhold (som kan være under 8). sådanne stærkt overladede dieselmotorer kan pr. cyklus forbrænde 4 til 15 5 gange så meget brændstof som den tilsvarende ikke-overladede motor. Motorens indsprøjtningspumpe bør være dimensioneret med hensyntagen hertil. Men for ikke at hæve gastemperaturen (og navnlig udstødsgastemperaturen) til en for høj værdi, hvilket hurtigt vil kunne ødelægge 20 motorens organer, er det nødvendigt ikke blot at forsyne motoren med den nødvendige luft til forbrænding af den indsprøjtede brændstofmængde, men også en overskudsluftmængde (som kan være op til 150% af den før nævnte luftmængde), som er beregnet til at holde gastemperatu-25 ren i motorcylindrene på et acceptabelt niveau. Med andre ord er det nødvendigt at hindre, at brændstofblandingen (forholdet mellem massen af det indsprøjtede brændstof og den i motoren indførte luftmængde) overskrider en bestemt værdi.

30 Fra tysk offentliggørelsesskrift nr. 23 16 027 kendes der et system af denne art. Her er omløbsledningen forsynet med drøvleorganer med kontinuerligt variabelt gennemstrømningstværsnit, der i hovedsagen styres alene af virkningen af trykkene på opstrømssiden og 35 nedstrømssiden af drøvleorganerne på en sådan måde, at tiltagende tryk bag drøvleorganerne bevirker en formind- 2 147240 skelse af det af drøvleorganerne tilvejebragte gennemstrømningstværsnit, medens et tiltagende tryk før drøv-lestedet bevirker en forøgelse af tværsnittet. Derefter ændrer trykdifferentialet, der fremkaldes af drøvleor-5 ganerne, sig i samme retning som det tryk, der hersker i omløbsledningen før drøvlestedet.

Pra beskrivelsen til USA-patent nr. 3 096 615 er det allerede kendt at beskytte en overladet motor ved begrænsning af den brændstofmængde, der indsprøjtes pr.

10 cyklus, som en funktion af den luftmængde,, der leveres af kompressoren, dvs. i praksis en funktion af ladetrykket. For at opnå dette er brændstoffødeorganet forsynet med organer til begrænsning af mængden, der generelt i tilfælde af en mekanisk fødepumpe udgøres af et regule-15 ringsorgan for tandstangens stop, som er følsom for overladningstrykket.

En sådan forholdsregel kan man kalde "passiv", eftersom den kun har en begrænsningsvirkning, der effektivt beskytter motoren ved at hindre forøgelse af den 20 indsprøjtede brændstofmængde ud over den værdi, som motoren kan modtage uden fare, når hensyn tages til indsugningstrykket. I tilfælde af en motor forsynet med et hjælpeforbrændingskammer af den art, der er omtalt i det ovenfor omtalte USA-patentskrift, undgår man kun dette 25 problem ved at vælge den værdi, som ladetrykket holdes på, på et stort set konstant niveau svarende til de mest ugunstige arbejdsbetingelser for motoren, hvorfor dette vil være alt for stort for de fleste driftstilstande, hvilket bevirker den ulempe, at forbruget bliver for 30 stort i hjælpeforbrændingskammeret.

Endvidere medfører begrænsningen en alvorlig ulempe for enhver overladet motor, som ikke har en omløbsledning, der stadig er åben, nemlig at dens accelerationsevne påvirkes stærkt i en uheldig retning, 35 såfremt forøgelsen af brændstofmængden, der indsprøjtes i motoren, og som er nødvendig for accelerationen, for- 3 147240 sinkes af begrænsningsorganerne, så længe overladnings-trykket ikke er steget til en forøget værdi, der bevirker tilbagegående bevægelse for stoppet på tandstangen for brændstofindsprøjtningspumpen. Med andre ord er 5 motoren langsom til at reagere på en påvirkning, som går i retning af en forøgelse af belastningen eller hastigheden. Denne ulempe bliver så meget mere tydelig, når over ladnings forholdet ved fuld belastning er højt. Den bliver praktisk talt uacceptabel for motorer, hvor det 10 er nødvendigt hurtigt at reagere på et signal om et væsentligt drejningsmoment og et overladningsforhold ud over det, der er sædvanligt nu til dags, hvilket vil sige over 4.

Med opfindelsen tilsigtes der tilvejebragt et 15 reguleringssystem, ved hjælp af hvilket motorens omdrejningstal ved et bestemt drejningsmoment uden fare for overhedning af motoren kan sænkes, og hvor brændstofforbruget i hjælpeforbrændingskammeret holdes så lavt som muligt, eller omvendt, hvor motoromdrejningstallet kan 20 fastholdes med stigende drejningsmoment uden risiko for overhedning af motoren.

Dette opnås ifølge opfindelsen ved, at indstillingsmekanismen i afhængighed af den pr. arbejdscyklus i motorcylindrene indsprøjtede brændstofmængde fastlægger 25 en mindsteværdi for ladetrykket ved tilgangen til forbrændingsmotoren, og at hjælpeforbrændingskammerets indsprøjtningsventil åbnes, når denne mindsteværdi underskrides .

I brændstofreguleringssystemet ifølge opfindelsen 30 anvendes der to reguleringsstørrelser, nemlig ladetrykket og brændstoftilførslen til motoren, hvilke størrelser bearbejdes således, at man sikrer sig et Ønsket minimalt ladetryk, der varierer med brændstofforbruget.

35 Man hindrer faktisk permanent masseforholdet mel lem luft og brændstof i at falde under den værdi, hvor 4 147240 den maksimale temperatur for gassen i cylinderen bliver uacceptabel for motoren. Det bemærkes, at der for hver motor gælder en speciel begrænsningsfaktor, som alt efter motorens art kan være temperaturen af udstøds-5 ventilerne, cylindertopstykket, stemplet etc. Den maksimale varmebelastning, som der skal tages hensyn til, er den, der svarer til denne faktor.

For et reguleringssystem med en pumpe til indsprøjtning af brændstoffet i motorcylindrene, hvilken 10 pumpe pr. arbejdsslag leverer en brændstofmængde, der styres af stillingen af en tandstang, kan indstillingsmekanismen styres af tandstangens stilling. Herved opnås på simpel måde den ønskede forbindelse til den i motorcylindrene indsprøjtede brændstofmængde.

15 Ifølge en foretrukket udførelsesform for opfin delsen er hjælpeforbrændingskammerets indsprøjtningsventil forbundet med et styreorgan, hvis stilling afhænger af ladetrykket og den pr. arbejdscyklus i motoren indsprøjtede brændstofmængde. Herved opnås, at hjælpefor-20 brændingskammerets indsprøjtningsventil kan styres ud fra de to ovennævnte parametre, og at indsprøjtningsventilen åbnes, når motorens ladetryk bliver for lavt.

Opfindelsen forklares nærmere i det følgende under henvisning til tegningen, hvor 25 fig. 1 skematisk viser betingelserne for virke måden af en overladet forbrændingsmotor med kompressionstænding ifølge opfindelsen, fig. 2 et principskema af en overladet forbrændingsmotor med et brændstoffødeorgan i form af en meka-30 nisk pumpe og med pneumatisk styring af den indstillede værdi, fig. 3 en kurve, der viser variationen af det indstillede tryk som en funktion af den indsprøjtede brændstofmængde i motoren pr. cyklus, 35 fig. 4 en detailtegning af en variant af den i fig. 2 viste styreindretning, 5 147240 fig. 5 skematisk en udførelses form med et organ til automatisk regulering af trykfaldet i omløbsretningen til en værdi, der er uafhængig af den mængde, der gennemløber denne ledning, og 5 fig. 6 en skematisk principskitse af en yderlige re udførelsesform for en elektronisk styreindretning.

Det i fig. 2 viste anlæg omfatter en forbrændingsmotor med kompressionstænding, forholdsvis lavt kompressionsforhold (mindre end 8) udstyret med en tur-10 bokomprssor med højt overladningsforhold i sammenligning med de værdier, der er almindelige nu til dags, og en omløbsledning forsynet med et forbrændingskammer, der er indrettet til at lade hele den luftmængde fra kompressoren, der ikke optages af motoren, passere til turbinen.

15 Der er vist en forbrændingsmotor 10 forsynet med indsugningssamlerør 11 og udstødsrør 12, en turbokompressor bestående af en luftkompressor 13 og en turbine 14 samt en omløbsledning 15, hvori der er placeret et hjælpeforbrændingskammer 16. En knastdrevet 20 mekanisk pumpe 17, der drives af motoren, indsprøjter pr. motorcyklus i hver cylinder en brændstofmængde, som bestemmes af stillingen af en tandstang 18. I det følgende antages det, at en forskydning af tandstangen mod højre svarer til en forøgelse af den indsprøjtede 25 brændstofmængde. Endelig omfatter aggregatet i omløbsledningen 15 drøvleorganer 19, der automatisk regulerer tryktabet til en værdi, der er uafhængig af luftmængden i ledningen 15, og som er en stigende funktion af overladningstrykket, fortrinsvis i hovedsagen line-30 ært.

Diagrammet for virkemåden af et sådant aggregat er vist skematisk i fig. 1, hvor effekten W på motorakslen er indført som ordinat, og motoren 10's omdrejningshastighed som abscisse. Som følge heraf er kurverne 35 for konstant hastighed, dvs. en regulering som opnås med en regulator ved en klassisk dieselmotor, lige linier 6 147240 parallelle med ordinatakslen, kurverne for virkemåden med konstant drejningsmoment er linier, der passerer gennem nulpunktet.

Det mulige område for en dieselmotors virkemåde 5 er dels begrænset af faktorer af mekanisk eller termisk art, dels af betingelser for effektiv funktion, dvs. kompressionstændingen. De tilsvarende grænser er vist i fig. 1 ved kurver, der er fuldt optrukne, der adskiller forskellige virkemådeområder for opfindelsen.

10 Det maksimale drejningsmoment, som motoren kan afgive, er begrænset ved det maksimale tryk, der kan tillades i cylindrene. Hvis man antager, hvilket er nøjagtig med en første tilnærmelse, at drejningsmomentet er uafhængigt af hastigheden, udgøres den tilsvarende 15 begrænsning af den lige linie 6, der passerer gennem nulpunktet. Hvis ydelsen af turbokompressoren er tilstrækkeligt høj, vil det imidlertid, som det fremgår af det følgende, være muligt at afgive en vis del af udstødsgassen til atmosfæren (området angivet med III 20 senere), og man kan yderligere forøge momentet, samtidig med at man forbliver inden for de tilladte trykgrænser.

Varmebelastningen på motorens kritiske punkt (udstødstemperaturen, cylindertopstykket eller stempel) må ikke opnå en temperatur, som svarer til hurtig ødelæg-25 gelse. Den tilsvarende begrænsning er vist i form af kurven 7, der omtrent er lige, og som repræsenterer en udstødstemperatur på 600°C, som man kan anse for at være repræsentativ for nuværende motorer. Motorens omdrejningstal er begrænset. Hvis man antager, at grænsen for 30 omdrejningstallet er uafhængig af drejningsmomentet, repræsenteres den af en lige linie 8, der er parallel med ordinataksen, f.eks. ved 2500 omdr./min.

Motoren skal kunne fungere, dvs. at selvtænding må forekomme, når hjælpeforbrændingskammeret ikke er i 35 funktion, hvilken tilstand svarer til en grænsekurve 9.

7 147240 I fig. 1 er endvidere angivet kurver svarende til forskellige udstødstemperaturer (400°-500°C) og forskellige ladetryk med punkterede linier.

Kurven 8 repræsenterer en absolut begrænsning 5 for virkemåden. Området ABDF eller området I inden for kurverne 6, 7, 8 og 9 svarer til en funktion uden væsentlig effekt i forbrændingskammeret (dvs. at dette er slukket eller i hvilestilling). Området ODFO eller området II svarer til anvendelsen af forvarmemidler til 10 på i og for sig kendt måde at hindre overladningstrykket Ps i at falde under en bestemt værdi, hvilket medfører, at disse hjælpemidler forøger tilførselsmængden til kammeret 16, såfremt effekten af motoren 10 falder. For at virke i området ABC eller området IV er det nød-15 vendigt at afgive en vis mængde af den gas, der ledes til turbinen, til atmosfæren, for at begrænse overladningstrykket til et sådant niveau, at det maksimale forbrændingstryk i cylindrene forbliver acceptabelt.

I området OBD eller området III er virkemåden 20 endelig kun mulig med anvendelse af nærværende opfindelse. I dette område er det faktisk nødvendigt at hindre udstødstemperaturen i at overstige den maksimalt tilladelige værdi ved at hæve den indstillede værdi, så at grænserne for blandingsforholdet overholdes i cylindre-25 ne. Den indstillede værdi må være således, at overladningstrykket, og således det luftforbrug, der optages af forbrændingsmotoren, har et tilstrækkeligt niveau til at føre udstødstemperaturen tilbage til en acceptabel værdi svarende til linien DB i fig. 1.

30 Hvis man nu antager, at virkemåden med konstant drejningsmoment svarer til en konstant mængde brændstof indsprøjtet pr. cylinder, hvilket kun er nøjagtig med en første tilnærmelse, eftersom motorens omdrejningstal har indflydelse, vil virkemåden med konstant drejningsmo-35 ment, således som den repræsenteres i fig. 1 af linien OH med stiplede linier, svare til en konstant mængde δ 147240 brændstof indsprøjtet i motoren pr. cyklus. Hvis motorhastigheden ved konstant drejningsmoment formindskes fra den maksimale hastighed svarende til punktet H, vil udgangstrykket for kompressoren, som i øvrigt alene eller 5 næsten udelukkende skyldes energien i dieselmotorens udstødsgas, formindskes jævnt, medens udstødsgassens temperatur hæves, som forløbet af linien OH i forhold til de konstante udstødstemperaturkurver viser. Denne variation forklarer det faktum, at forholdet mellem 10 blandingen af luft og forbrændt brændstof i cylindrene forøges, idet den indsprøjtede mængde brændstof forbliver konstant, medens den tilførte luftmængde formindskes med overladningstrykket Ps. Opfindelsen tilsigter at indskyde hjælpeforbrændingskammeret 19, indtil det 15 slukkes eller er i hvilestilling, så snart man når punktet J svarende til den maksimalt tilladelige udstødstemperatur, for at hindre overladningstrykket i at fortsætte med at synke, og for som følge heraf at hindre temperaturen i at falde under det allerede opnåede ni-20 veau.

Med andre ord kompenserer forholdsreglerne ifølge opfindelsen for den progressive formindskelse af den energi, som motorens udstødsgas leverer til turbinen, ved at forøge den varme, der tilføres af hjælpeforbræn-25 dingskammeret 19, i netop tilstrækkelig grad og således på mest økonomisk måde.

Ordene "indstillet værdi" angiver således den bestemte værdi ("set value" i angelsaksisk terminologi), ved hvilken regulatorens indgreb holder overladningens 30 tryk inden for området III. Uden for dette område og navnlig i området I, hvor overladningstrykket er større end den fastsatte værdi, så at forbruget af brændstof i hjælpeforbrændingskammeret allerede er minimum, kammeret er standset eller i hvilestilling, indgriber regulatoren 35 ikke.

9 147240

Hvis man antager, at mængden af indsprøjtet brændstof pr. cyklus er repræsentativ for drejningsmomentet, ser man, at indskydningen af forbrændingskammeret og fødningen af dette med en passende brændstof-5 mængde let gennemføres ved anvendelse af den indstillede værdi for ladetrykket på det sted i organet, som bestemmer mængden af indsprøjtet brændstof pr. cyklus.

Det bemærkes, at opfindelsen ikke medfører indskydning af forbrændingskammeret i sådanne tilfælde, 10 hvor der passeres fra virkeområdet I til området II, når virkemåden med konstant drejningsmoment svarer til en linie OK. Hjælpeforbrændingskammeret bør således indsættes til opretholdelse af ladetrykket ved en tærskelværdi eller nedre grænseværdi, som denne gang be-15 stemmes af, at der skal være effektiv kompressionstænding, som angivet i dansk patentskrift nr. 140.291.

Systemet ifølge opfindelsen er med andre ord indrettet til at variere den indstillede værdi Psm for ladetrykket som funktion af mængden af indsprøjtet 20 brændstof pr. cyklus Qm ifølge kurven i fig. 3. Man ser, at denne kurve omfatter flere helt separate afsnit.

Afsnittet LM svarer til en virkemåde af det overladede aggregat inden for området II i fig. 1. Forbrændingskammeret fødes da på en sådan måde, at der 25 opretholdes et tryk Ps på en fastlagt værdi, som garanterer, at dieselmotoren fungerer under de mj?st ugunstige betingelser.

Afsnittet MP svarer til virkemåden inden for områderne i og III. Det minimale ladetryk (dvs. den 30 indstillede værdi) skal forøges regelmæssigt inden for disse områder efter en voksende funktion med Qm. For en given værdi af Qm kan funktionspunktet være i zonen mellem J og H i fig. 1, i hvilket tilfælde motorens udstødsgas er tilstrækkelig til at opfylde denne betin-35 gelse. Den kan også være i området III (mellem 0 og J i fig. 1), i hvilket tilfælde brændstofforbruget i kamme- 147240 ίο ret forøges ud over tomgangsforbruget for at supplere den energi, der leveres af motoren, jo mere man fjerner sig fra området I.

Endelig svarer afsnittet PR til området IV, 5 hvor turbokompressorens ydelse er nedsat, eftersom man på grund af afgang til atmosfæren opretholder et overladningstryk under den værdi, som det ellers ville være. Men til gengæld kan man forøge motorens funktionsområde uden at anvende hjælpekammeret.

10 ' Fig. 2, 4, 5 og 6 viser forskellige udførelses former for opfindelsen.

Anlægget er vist skematisk i fig. 2 og omfatter pneumatiske reguleringshjælpemidler, hvilken udførelsesform har den fordel at være særlig simpel, at være let 15 at indbygge i et anlæg, hvor en forbrændingsmotor fødes af en mekanisk pumpe, som pr. cyklus leverer en reguleret mængde ved forskydning af et bevægeligt organ, der udgøres af en tandstang 18 i det viste tilfælde, og som kan tages i brug uden anvendelse af store styrekræf-20 ter. Dette reguleringsorgan omfatter en kanal 22 i en fødeledning 20 for brændstof under tryk fra en pumpe 21 til et forbrændingskammer 16, hvilken kanals tværsnit kan reguleres ved forskydning af en nål 23. Nålen 23 er sammenkoblet med et stempel 24, der adskiller to 25 kamre i en cylinder 25, hvori stemplet glider. Det første kammer 26 står under overladningstrykket, der tilføres gennem en kanal 27. I det andet kammer 28 hersker der et tryk, som er en funktion af stillingen af tandstangen 18, hvilket tryk f.eks. bestemmes af for-30 holdet mellem de tryktab, der fremkaldes af en kalibreret åbning 29 og af en kanal 30, hvis tværsnit reguleres af en passende profileret nål 31, der trækkes af tandstangen. Den kalibrerede åbning 29 og kanalen 30 er placeret i udløbsbanen til atmosfæren fra kanalen 35 27, og det tryk, der fremkommer mellem dem, føres til kammeret 28 gennem en kanal 32. En returfjeder 33 11 147240 muliggør indstilling af variationen af ladetrykket som funktion af stillingen af tandstangen. Man kan forudberegne banen og formen af nålene 23 og 31 og stivhe-den af fjederen 33, så at der opnås en kurve svarende 5 til fig. 3.

Nålen 31 styrer ved sine forskydninger nålen 23 og bevirker en styring af den mængde, der føres til hjælpeforbrændingskammeret 16 uden dog at kræve en stor aktiveringskraft. Denne egenskab, som er fælles for 10 alle styreorganer, der anvender en omsætter, der giver et variabelt trykfald som funktion af stillingen af et organ, er navnlig vigtig i dette tilfælde, idet tandstængerne selv ikke kan bære nogen stor kraft i det mindste ikke ved motorer med lille eller middeleffekt.

15 Virkemåden af det i fig. 2 viste arrangement fremgår af den foregående beskrivelse, og det er ikke nødvendigt at gøre denne mere detaljeret. Det kan imidlertid være nyttigt kort at definere den måde, hvorpå hjælpemidlerne ifølge opfindelsen træder i funktion ved 20 en kraftig acceleration. Det antages, at motoren til at begynde med arbejder med ringe belastning og ringe hastighed. I dette tilfælde holder hastighedsregulatoren, der styres af operatøren, et ikke vist stop på tandstangen i en stilling, hvor det brændstofforbrug, der 25 indsprøjtes pr. cyklus, er langt fra maksimum. Hvis operatøren vil øge hastigheden, forskyder han regulatoren, og denne medtager tandstangsstoppet i en retning til forøgelse af forbruget (til højre på fig. 2). Tandstangen forskyder derefter nålen 31 mod højre imod virk-30 ningen af returfjederen 34. Trykket øges i kammeret 28, og nålen 22 hæver sig fra sædet og øger tværsnitspassagen for brændstof til kammeret 16, og dermed forbruget. Turbokompressorens hastighed øges hurtigt og forøger ladetrykket indtil den værdi, der er nødvendig 35 for at undgå overhedning af motoren. I tilfælde af at der anvendes et stop med pneumatisk styring (f.eks. som 12 147240 beskrevet i artiklen "Increased rating of diesels" i Journal of Science & Technology, bind 38, nr- 3, side 108, 1971), vil forøgelsen af overladningstrykket tillade, at dette stop forskydes. Efterhånden som overlad-5 ningstrykket forøges, vil differenstrykket, som udøves på stemplet 24 ligeledes øges og søge at begrænse brændstofpassagen.

Når den indstillede værdi er opnået, vil tandstangen vende tilbage til en stilling svarende til 10 en ny indstillet værdi for ladetrykket, og brændstofforbruget i brænderen i kammeret 16 formindskes automatisk, indtil ladetrykket er vendt tilbage til den indstillede værdi.

Det bemærkes, at turbokompressorer har ringe 15 inerti, og at de går yderst hurtig op i omdrejningstal, så at motoren kun arbejder nogle få perioder med en indsprøjtet mængde, der er mindre end den, der svarer til det eksisterende ladetryk. Det bemærkes endvidere, at eventuelt ufuldstændigt forbrændt brændstof passerer fra 20 udstødssamleren 12 til forbrændingskammeret 16, hvor dets forbrænding yderligere accelererer forøgelsen af omdrejningshastigheden for kompressoren 14. Hvis det i visse tilfælde er uundgåeligt, at det nødvendige ladetryk tilvejebringes -før forøgelsen af den indsprøjtede 25 brændstofmængde pr. cyklus i motoren, er det tilstrækkeligt at styre nålen 31 ikke ved hjælp af tandstangen, men ved hjælp af styreorganer i sig selv, ved at der indskydes en dæmper mellem dette styreorgan og tandstangen .

30 I stedet for at anvende den i fig. 2 viste kon struktion kan man anvende den omvendte konstruktion, der er vist i fig. 4, hvor elementerne svarende til de i fig. 2 viste bærer samme henvisningstal med et tilføjet a. Ved udførelsesformen ifølge fig. 4 er det modtrykket, 35 som styres direkte, idet den anden side af stemplet er udsat for indvirkningen af en returfjeder 33a og et 13 147240 konstant svagt tryk (f.eks. atmosfærisk tryk).

I stedet for at anvende stempler kan der naturligvis anvendes andre bevægelige eller deformerbare organer, som f.eks. membraner. Yderligere regulerings-5 midler i forbindelse med andre parametre kan tilføjes, f.eks. i form af regulerbare dyser parallelt med passagen 30 i tilfældet i fig. 2. Endvidere kan man give nålene en sådan profil, at delen MP af kurven i fig. 3 ikke er retliniet.

10 Den i fig. 2 viste motor omfatter i omløbsled ningen 15 drøvleorganer, som kan være af den art, der er omtalt i beskrivelsen til dansk patentskrift nr.

143.518, hvilke organer styres af et ikke vist system, i hovedsagen alene under indvirkning af de tryk, der 15 virker på opstrømssiden og nedstrømssiden, idet forøgelsen af det tryk, der hersker på nedstrømssiden af drØv-leorganerne, indvirker på retningen af reduktionen af drøvleorganets tværsnit, medens forøgelse af det tryk, der hersker på opstrømssiden, indvirker i retning af en 20 forøgelse af passagens tværsnit på en sådan måde, at den fremkaldte trykforskel varierer i samme retning som det tryk, der hersker i ledningen 15 på opstrømssiden af drøvleorganet. Tilstedeværelsen af et sådant drøvleor-gan, som giver et tryktab, der er uafhængigt af den 25 mængde, der gennemløber drøvleorganet, og således giver tryktabet mellem kompressoren og turbinen uafhængigt af motorhastigheden, hvilket bestemmer forholdet mellem kompressorens forbrug og den mængde, der passerer gennem omløbsledningen, muliggør navnlig, at man undgår, at 30 turbokompressoren pumper, samtidig med at der for hvert øjeblik opnås en tilfredsstillende tilpasning af ar-bejdstrykket. Risikoen for pumpning fjernes således også i tilfælde af hurtig variation af omdrejningstallet, som denne opfindelse giver mulighed for.

35 I den i fig. 5 viste udførelsesform for opfin delsen er drøvleorganerne med variabelt tværsnit af en

T4724O

14 udformning, der er vist i fig.. 2 i det ovenfor nævnte patentskrift·

Eftersom man kan finde en fuldstændig omtale af disse hjælpemidler i beskrivelsen til den nævnte patent-5 ansøgning, er det tilstrækkeligt her at minde om, at de omfatter drøvleorganer 121, 125 og 126, der er indskudt i den sekundære luftstrøm for hjælpeforbrændingskammeret 16b, der fødes med luft fra omløbs ledningen, og hvor den primære luftstrøm adskilles fra den sekun-10 dære luftstrøm på opstrømssiden af drøvleorganerne. Det primære luftforbrug styres samtidig med forbruget af brændstof, der leveres til kammeret 16b, ikke af ladetrykket og et fast modtryk, men af de ovenfor beskrevne reguleringsorganer.

15 I fig. 5 finder man organer svarende til de i fig. 2 viste med samme henvisningsnummer med tilføjelse af bogstavet b. Det må imidlertid bemærkes, at indsprøjtningsorganet i kammeret 16b er af returtypen, i-det reguleringsorganerne ikke indvirker på den mængde, 20 der tilgår indsprøjtningsdysen fra pumpen 21b, men på den mængde, der vender tilbage til brændstofreservoiret.

Det bemærkes endvidere, at modtrykket reguleres fra ladetrykket, der udtages på nedstrømssiden af en luftkøler 40. Man undgår således at udsætte de organer, der udgør 25 reguleringsorganerne, for indvirkningen af luft med høj temperatur, der udgår fra kompressoren 13b. Tryktabet over køleren 40 er meget lille (1-2% i almindelighed), og den indvirker ikke på virkemåden af reguleringen.

De i fig. 6 skematisk viste reguleringsorganer er 30 af elektrisk art. Man kan have brug for at anvende denne løsning, når fødeorganet for brændstof til motoren og/eller til hjælpekammeret styres ad elektronisk vej.

De elektriske reguleringsorganer muliggør ligeledes let at indføre en ekstra korrektionsparameter, f.eks. moto-35 rens hastighed, dvs. at der ikke kun anvendes en enkelt kurve af den i fig. 3 viste art, men en kurve, som for- U7240 15 skydes og deformeres som funktion af motorens hastighed.

De i fig. 6 viste reguleringsorganer er af en stærkt simplificeret form svarende til det tilfælde, 5 hvor fedningen af en motor sker gennem en pumpe med tandstang. De omfatter en målekreds, der udgøres af en Wheatstonesbro, hvoraf én gren indeholder en modstand 41, der er indrettet til at føle ladetrykket Ps og en hosliggende gren, der indeholder en modstand 42, der 10 repræsenterer det indstillede ladetryk. Hvis man antager, at denne indstillede værdi skal være proportional med den brændstofmængde, der indsprøjtes pr. cyklus af pumpen, er det tilstrækkeligt at sammenkoble skyderen i modstanden 42 med pumpens tandstang, direk-15 te med en mellemliggende knast.

De yderste ender af broens diagonaler er forbundet med hinanden med modstande 43 og 44 ved tilgangene til en modtaktsforstærker 45, som leverer en udgangsspænding proportional med broens uligevægtspæn-20 ding, dvs. forskellen mellem den indstillede værdi (svarende til værdien af modstanden 42) og den virkelige værdi af overladningstrykket (svarende til værdien af modstanden 41, som kan udgøres af en strain gage).

Udgangen fra modtaktsforstærkeren 45, som repræ-25 senterer et fejlsignal, påføres en spændingsgenerator 46, som har tilstrækkelig dynamik. Afgangen 47 tilsluttes en spændings frekvensomsætter 48, der til motoren 49 på en volumetrisk pumpe 50 leverer en elektrisk strøm med konstant intensitet og variabel frekvens 30 N ifølge følgende formel : N = Nq + <* V. (idet V er spændingen).

Den volumetriske pumpe leverer således en mængde, der er proportional med frekvensen, som varierer mellem en minimumstørrelse svarende til kammerets virkemåde i 35 tomgang (når frekvensen er lig med Nq) og en maksimalværdi svarende til de mest ugunstige betingelser.

16 147240

Virkemåden af dette apparat fremgår umiddelbart: hvis pumpens tandstang er i en stilling, hvor ladetrykket er utilstrækkeligt, vil fejlspændingen, der påføres generatoren 46, forøge dennes udgangsspænding, hvorved 5 der fremkaldes en forøgelse af den mængde, der afgives fra pumpen 50, indtil overladningstrykket når den indstillede værdi og bringer broen i ligevægt. Hvis omvendt overladningstrykket bliver større end den indstillede værdi, vil spændingsgeneratoren modtage et fejlsignal 10 med modsat retning, indtil afgangsspændingen vender tilbage til en værdi, for hvilken pumpemængden er tilstrækkelig til at overladningstrykket bliver lig med den indstillede værdi, med undtagelse af det tilfælde, hvor hjælpeforbrændingskammeret allerede er vendt tilbage til 15 tomgangssituationen, og overladningstrykket endnu er højere end den indstillede værdi.

Uanset hvilken anvendelsesmetode der tages i brug, ser man, at opbygningen og indvirkningen er meget forskellig fra, hvad der opnås med tidligere beskyttel-20 sessystemer for overladede dieselmotorer med hjælpeforbrændingskammer. Det væsentligste organ er mere end et stop (hvilken betegnelse anvendes i en generel betydning), som begrænser den brændstofmængde, der leveres til motoren pr. cyklus som funktion af det disponible 25 overladningstryk. Det kan tværtimod betragtes som et system til forceret forøgelse af overladningen ved at tage hjælpekammeret i brug til forøgelse af den brændstofmængde, der leveres til motoren pr. cyklus, repræsentativ for det drejningsmoment, der kræves af motoren, 30 hvilket system tages i brug, når det er nødvendigt og kun i det nødvendige omfang. Man undgår således fuldstændigt det alternativ, man har været udsat for tidligere, nemlig at vælge en nedre grænseværdi for overlad-ningstrykket, hvilket tvinger en til at give afkald på 35 en del af funktionsområdet, som muliggøres ved opfindelsen (zonen III i fig. 1), eller vælge en højere græn- 17 147240 seværdi, hvilket fører til overdrevent forbrug i hjæl-pekairaneret og en væsentlig nedsættelse af ydelsen.

Claims (4)

147240

1. Brændstofreguleringssystem til et hjælpeforbrændingskammer til en forbrændingsmotor med brændstofindsprøjtning, navnlig en dieselmotor med udstøds- 5 turboladning, hvor ladeluften tilføres hjælpeforbrændingskammeret (16) gennem en omløbsledning (15), og hvor brændstofreguleringssystemet ved hjælp af en indstillingsmekanisme hindrer, at trykket ved tilgangen til forbrændingsmotoren (10) falder under en fastlagt mind-10 steværdi, kendetegnet ved, at indstillingsmekanismen (22-34) i afhængighed af den pr. arbejds-cyklus i motorcylindrene indsprøjtede brændstofmængde fastlægger en mindsteværdi for ladetrykket ved tilgangen (11) til forbrændingsmotoren (10), og at hjælpefor-15 brændingskammerets (16) indsprøjtningsventil (22, 23) åbnes, når denne mindsteværdi underskrides.

2. Reguleringssystem ifølge krav 1, og med en pumpe (17) til indsprøjtning af brændstoffet i motorcylindrene, hvilken pumpe pr. arbejdsslag leverer en 20 brændstofmængde, der styres af stillingen af en tandstang (18), kendetegnet ved, at indstillingsmekanismen styres af tandstangens (18) stilling.

3. Reguleringssystem ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at hjælpeforbrændingskamme- 25 rets (16) indsprøjtningsventil (22, 23) er forbundet med et styreorgan (24), hvis stilling afhænger af ladetrykket og den pr. arbejdscyklus i motoren indsprøjtede brændstofmængde.

4. Reguleringssystem ifølge krav 3, kende-30 t e g n e t ved, at styreorganet (24) er et stempel eller en membran, der på den ene side er underkastet ladetrykket, der virker i en retning, der vil søge at lukke ventilen (22, 23), og på den anden side er underkastet et pneumatisk modtryk, der er en voksende funk-35 tion af den pr. arbejdscyklus i motoren indsprøjtede brændstofmængde og ladetrykket.